汽车行驶记录仪的设计与数据处理

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1、北京科技大学硕士学位论文汽车行驶记录仪的设计与数据处理姓名：徐思敏申请学位级别：硕士专业：测试计量技术与仪器指导教师：李希胜20091110北京科技人学硕十学位论文摘要由于汽车工业的迅猛发展，道路交通安全越来越受到全社会的重视，汽车行驶记录仪也成为了一个非常热门的研究领域。为了使汽车行驶记录仪有一个统一的技术规范，2003年4月国家颁布了汽车行驶记录仪国家标准。至此，我国的汽车行驶记录仪市场有了一个统一的标准。本文所记述的就是基于汽车行驶记录仪国家标准而开发的一款功能强大、以电子磁罗盘为方向测量元件的汽车行驶记录仪的实现方案。本系统采用的解决方案是以C8051F020单片机为核心的集成控制系统

2、，包括数据采集、数据处理、数据存储、人机界面、数据通讯等。采用Keil对软件系统进行设计和调试。该系统的功能实现完全围绕国标的规定，有非常强的实用性，整个系统功能主要都由主控制器来处理完成，系统稳定性高，且成本较低。汽车行驶记录仪包含一个电子磁罗盘模块，由3轴磁传感器和3轴加速度传感器组成，通过测量地磁场强度来获得车辆与地磁北极的夹角。为了准确地指示汽车行驶方向，电子磁罗盘必须准确地测得地球磁场强度。然而，磁物质对汽车行驶记录仪周围磁场环境有影响，一般体现为硬磁干扰和软磁干扰。本文提出一种以卡尔曼滤波为核心的两段式电子磁罗盘自动校准算法，有效地实时滤除这种误差，从而准确地估计汽车行驶记录仪的行

3、驶方向。关键词：汽车行驶记录仪，C8051F020，卡尔曼滤波，电子磁罗盘北京科技大学硕士学位论文DesignandAutomaticCalibrationofVehicleTravellingDataRecorderAbstractWiththerapiddevelopmentoftheautomobileindustry,roadsafetyhasreceivedincreasingattentionofthewholesociety．Theresearchofvehicletravelingdatarecorderisaveryhotareainrecentyears．Vehicletr

4、avelingdatarecordernationalstandardwaspromulgatedbyourcountryinApril2003inordertobuildaunifiedtechnicalspecification．Apowerfulvehicletravelingdatarecorder,whichisbaseonthisstandard，isdesignedinthistopic．C8051F020WasUSedasthecoreprocessorofthesystem．Externalresourcescontaindataacquisition，dataprocess

5、ing，datastorage，humanmachineinterface，communication，andSOon．ThesoftwareWasdesignedanddebuggedatKeil．Thedesignofthesystemcomplieswitllthenationalstandardsrequirementsstrictly．Sincethemostfunctionsofthewholesysternarecompletedbythemaincontroller,thesystemhashighstabilityandlowcost．Thevehicletravelingd

6、atarecordercontainsanelectronicmagneticcompass，comprisingthree—axismagnetometerandthree-axisaccelerometer,tomeasureitsmagneticenvironmentandcalculateanglebetweentheorientationofvehicleandnorthofearth’smagneticfield．Fortheorientationtobeperfectly，theelectronicmagneticcompassmustsenseEarth’Smagneticfi

7、eld，andnothingelse．However，10caldisturbancesinanambientmagneticfieldusuallyexistduetonearbymagneticobjects．Twomostcommonimpairmentstothemeasurementspacearehard-ironandsoft—irondistortions．Anautomaticc